【技术实现步骤摘要】
面向路网多中心交通等时线的等时特征值估计方法
[0001]本专利技术涉及城市道路路网时效性能评估与分析的
，尤其是指一种面向路网多中心交通等时线的等时特征值估计方法
。
技术介绍
[0002]交通等时线是指根据出行耗费的行程时间绘制而成的范围线，能够借助二维平面直观反映行程时间在空间上的分布，从宏观角度反映一个路网的交通便捷程度
。
等时特征值的计算是生成交通等时线的基础，其本质是在确定的交通条件和确定的路网道路条件下，从确定的交通发生点出发到离散点的最短行程时间值
。
[0003]目前，计算最短行程时间，即等时特征值的方法主要是利用
Dijskra
算法估计获得，但单纯使用
Dijskra
算法并没有充分考虑行程时间与道路网络结构的潜在联系，并且目前的大多数研究都是以单中心交通等时线为研究对象，集中在单中心等时特征值的求取上
。
在实际生活中，人们常常需要了解“到达某一类设施需要多长时间”的问题，而这种情况下，单中心等时线很难提供令人满意的答案
。
相比于单中心等时线，多中心等时线可以更好地描述路网中某一类设施的时效空间分布，而求取多中心等时特征值是绘制多中心等时线的基础
。
[0004]本专利技术提出的等时特征值估计方法综合考虑上述问题，面向多中心交通等时线，基于
Dijskra
算法，使用考虑行程方向的等时特征值估计策略计算多中心等时特征值
。
专利技术内...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
面向路网多中心交通等时线的等时特征值估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)
选定目标路网，将目标路网中的城市道路路段抽象为边，交叉口抽象为节点，获得城市道路网络的拓扑结构；
2)
针对选定的目标路网，根据道路等级和车道数对路网中的路段进行饱和度修正，根据节点饱和度修正规则对路网中的节点进行饱和度修正，得到修正后的路段饱和度和节点饱和度；
3)
利用修正后的路段饱和度，基于
BPR
模型计算所有路段的交通阻抗；将路网中的所有节点根据节点的邻接道路等级
、
邻接结构分成1类节点和2类节点，利用修正后的节点饱和度，分别计算1类节点和2类节点的交通阻抗；利用计算得到的所有路段交通阻抗和所有节点交通阻抗计算路网交通阻抗；
4)
依据路网中离散点所处的空间位置的不同，将其分为道路线离散点和地块面离散点，随后将计算得到的路网交通阻抗值设为
Dijkstra
算法中的权重值，使用考虑行程方向的多中心等时特征值估计策略，估计多中心点与道路线离散点和地块面离散点的最小的最短行程时间，该最小的最短行程时间即为针对路网多中心交通等时线的等时特征值
。2.
根据权利要求1所述的面向路网多中心交通等时线的等时特征值估计方法，其特征在于：在步骤
1)
中，通过邻接矩阵来刻画节点之间的关系
。3.
根据权利要求2所述的面向路网多中心交通等时线的等时特征值估计方法，其特征在于：在步骤
2)
中，分别对路段和节点进行饱和度修正，具体如下：
a、
根据道路等级和车道数来修正路段饱和度，修正后的路段
j
，即边
e
j
的饱和度表示为：式中，为路段
j
的饱和度；为路网平均饱和度；
γ
为饱和度修正的阈值，根据路网实际情况确定；
ε
为模拟交通拥堵状态下的波动误差，服从期望为0，方差为
σ
的正态分布；
f
为饱和度的修正函数，
highway
为道路等级，
N
为车道数；
b、
估计节点饱和度：假设上游路段的流量全部进入节点，节点左转
、
直行
、
右转的比例为不考虑其它转向情况，并且节点进口道功能车道与转向比例匹配；基于上述假设，节点
v
某进口
i
各转向的饱和度表示为：式中，式中，和分别表示
i
进口左转
、
直行和右转的饱和度；
N
ui
和分别为
i
进口邻接路段的车道数和路段饱和度；表示各个转向的流量比例；表示各转向的转向车道数，分别表示左转
、
直行和右转的转向车道数；最后，节点饱和度取节点各转向的饱和度的最大值
。4.
根据权利要求3所述的面向路网多中心交通等时线的等时特征值估计方法，其特征
在于：在步骤
3)
中，计算路段交通阻抗和节点交通阻抗，进而计算路网交通阻抗，包括以下步骤：
3.1)
计算路段交通阻抗，对
BRP
模型的参数进行重新标定，按照如下公式计算边
e
j
对应的路段
j
的路段交通阻抗的路段交通阻抗式中，
l
j
为路段
j
的长度；分别为快速路
、
主干路
、
次干路
、
支路的自由流行驶速度，不同的道路等级对应的自由流速度不一，需要分别标定；
α1、
β1、
α2、
β2、
α3、
β3、
α4、
β4为待标定的公式参数，通过总结已有的不同城市的
BPR
模型标定结果发现，不同城市相同道路等级的
BPR
模型标定参数区别不大，因此能够使用已有的不同道路等级的参数标定值；
3.2)
计算节点交通阻抗，根据节点的邻接道路等级
、
邻接结构对节点进行分类，1类节点为信号控制交叉口，2类节点为无信号控制交叉口；基于
Webster
模型和
Alicksik
模型，计算1类节点的交通阻抗值，假设信号控制交叉口均实施单口放行，则对于信号控制交叉口，节点
v
的节点交通阻抗
T
d
表示为：表示为：式中，
T
id
为节点
v
不同进口的交通阻抗；
C
T
为信号周期；
λ
i
、
为
i
进口的绿信比
、
饱和度；
γ2为饱和度阈值，为低饱和度与高饱和度的分界值；
Q
i
为平均过饱和排队长度；为节点
v
所有进口阻抗的平均值；2类节点阻抗采用无信号交叉口的固定延误来计算，当交叉口处于畅通状态，设定其延误为
20
秒，当交叉口处于拥堵状态，设定其延误为
30
秒；
3.3)
计算路网交通阻抗，城市道路交通阻抗反映了路段和节点对于交通负荷的反应，利用下式计算城市道路路网交通阻抗
T
：
5.
根据权利要求4所述的面向路网多中心交通等时线的等时特征值估计方法，其特征在于：在步骤
4)
中，将路网中的离散点进行分类，随后在考虑行程方向的情况下，计算多中心等时特征值，包括以下步骤：
4.1)
依据路网中离散点所处的空间位置的不同，将路网中的离散点分为道路线离散点和地块面离散点；道路线离散点表示沿着路网道路路段生成的离散点，全部分布在道路网络上，包括道路中的节点和路段，分别对应道路线离散点中的节点离散点和路段离散点；地块面离散点为将研究路网均匀的分为许多网格，网格的几何中心处生成的离散点；将地块面离散点记为
p
poly
(i)
，网格范围内的道路线离散点记为
p
L
(j)
，路段记为
e
j
；根据地块面网格与道路线或道路线离散点之间的相交情况，对地块面离散点进行分类；当地块面离散点
p
poly
(i)
所在地块面网格与道路线离散点
p
L
(j)
以及路段
e
j
同时相交，则将该地块面离散点
p
poly
(i)
归类为1类面离散点；当地块面离散点
p
poly
(i)
所在地块面网格仅与路段
e
j
相交，则将该地块面离散点
p
poly
(i)
归类为2类面离散点；当地块面离散点...
【专利技术属性】
技术研发人员：马莹莹，张柏林，李腾，谢文艺，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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